Medan Listrik

1. Medan Listrik Muatan Titik

Gaya dalam kehidupan sehari-hari banyak yang merupakan “gaya sentuh”. Misalnya, mendorong meja, menarik kursi, memaku kapstok ke dinding, menendang bola, memukul bola voli, dan lainnya.

Selain gaya sentuh, ada juga gaya tak sentuh. Misalnya, gaya gravitasi dan gaya listrik. Saat melepaskan sebuah benda dari ketinggian tertentu, kalian pasti melihat benda akan jatuh menuju permukaan Bumi. Mengapa hal itu terjadi? Karena pusat Bumi memiliki gaya gravitasi yang menarik benda sehingga membuat benda jatuh menuju pusat Bumi. Gaya gravitasi Bumi merupakan gaya yang timbul ketika benda berada dalam “medan” gravitasi Bumi.

Gagasan tentang “medan” pertama kali dikemukakan oleh Ilmuwan Inggris, bernama Michael Faraday (1791 – 1867). Sebuah benda yang berada dalam medan gravitasi Bumi akan mengalami gaya gravitasi yang selalu mengarah ke pusat Bumi.

Demikian juga gaya listrik, sebuah muatan akan mendapat gaya listrik ketika berada dalam medan listrik. Perbedaannya pada arah gaya. Arah gaya pada muatan positif yang berada dalam medan listrik searah dengan arah medan listriknya, sedangkan arah gaya pada muatan negatif berlawanan arah dengan arah medan listriknya. Perhatikan Gambar 1.8.

Gambar 1. 8 Arah gaya pada muatan dalam medan listrik

Sumber : Lia L. Sarah/Kemendikbudristek (2022)

Berdasarkan gambar 1.8, medan listrik pada suatu titik dapat diketahui dari adanya gaya listrik terhadap muatan uji di titik tersebut.

Daerah di sekitar muatan listrik yang menyebabkan timbulnya gaya listrik pada muatan uji disebut sebagai medan listrik.

Daerah ini digambarkan dengan garis-garis di sekitar muatan listriknya. Garis-garis di sekitar muatan ini disebut dengan garis gaya listrik

Gambar 1. 9 Medan listrik dari dua muatan

Sumber: Geek/Wikimedia Commons (2010)

Arah dari garis gaya listrik menyatakan arah dari medan listriknya. Arah medan listrik bergantung dari jenis muatannya ditunjukkan pada Gambar 1.9. Arah medan listrik dari muatan positif menyebar ke luar ke segala arah, sedangkan arah medan listrik akibat muatan negatif masuk menuju ke muatan negatif.

Semakin rapat garis gaya listrik, kuat medan listriknya semakin besar. Perhatikan Gambar 1.9, titik A akan mendapatkan kuat medan listrik yang lebih besar dibandingkan dengan titik B.

Medan listrik didefinisikan sebagai gaya listrik tiap satuan muatan uji pada titik tertentu,

(1-3)

dengan E adalah kuat medan listrik (N/C).

Medan listrik merupakan besaran vektor seperti gaya listrik sehingga dalam menentukan resultan medan listrik, harus diperhatikan dulu arahnya. Dengan mensubstitusi persamaan gaya listrik untuk dua muatan, kuat medan listrik pada sebuah titik yang berjarak r dari muatan Q menjadi:

2. Medan Listrik pada Pelat Paralel

Pelat paralel (pelat konduktor sejajar) dalam kehidupan sehari-hari banyak digunakan pada peralatan elektronik berteknologi canggih yang berfungsi memberikan medan listrik terhadap muatan.

Gambar 1.13 Arah medan listrik pada pelat paralel

Sumber: Lia L. Sarah/Kemendikbudristek (2022)

Perhatikan pelat paralel Gambar 1.13, masing-masing pelat diberi muatan yang sama besar namun berlawanan jenis. Arah medan listrik dari pelat positif menuju ke pelat negatif. Kuat medan listrik di dalam pelat paralel adalah homogen (sama besar di setiap titik), besarnya adalah:

dengan E adalah kuat medan listrik (N/C), ε adalah permitivitas bahan di dalam pelat (C2/Nm2) dan σ adalah rapat muatan per satuan luas (C/m2). Sedangkan di luar pelat, medan listriknya nol.

Sebuah muatan jika sudah bergerak sebelum masuk ke dalam medan listrik, maka muatan tersebut akan mengalami perubahan gerak baik arah ataupun besar kelajuannya.

Page updated

Google Sites

Report abuse